[发明专利]用于制造卷绕电极组件的方法和装置及用于制造电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过重叠并卷绕电极条带和隔板条带来制造卷绕电极组件的方法和装置。

背景技术

在日本专利申请2007-142351号公报(JP-A-2007-142351)中记载了用于制造卷绕电极组件的方法的一个示例。该公报中公开的装置设置成在使压辊(对应于挤压部件)压靠正被卷绕的元件(基本对应于电极条带和隔板条带)的同时卷取所述元件，以便使被卷绕元件的外径和硬度稳定或均匀。在该装置中，在所述元件被卷绕成卷绕体的同时，压辊朝卷绕体的芯部压靠所述元件，以便排出捕集在所述元件之间的间隙中的空气。但是，在JP-A-2007-142351中没有给出关于如何使压辊压靠所述元件、特别是如何调节压辊的挤压力的具体提示。

在日本专利申请10-310299号公报(JP-A-10-310299)中记载了另一个传统示例。该公报公开了一种利用跳动机构来稳定地控制要被卷取的条带(基本对应于电极条带和隔板条带)的张力的方法。

其间，本发明的发明人设想出这样一种用于制造卷绕电极组件的方法，其中增大卷绕速度以提高制造效率。例如，发明人设想出以超过约2m/s的卷绕速度卷取总长度约为5m的条带材料，使得卷绕时间(即，卷取条带材料所需的时间长度)可显著缩短。在这种情况下，卷绕速度从卷绕开始时急速增大，然后在卷绕结束之前急速减小。这样，卷绕速度以比以前高得多的速率增大和减小。

如果卷绕速度以这种高速率增大或减小，则会产生各种问题。例如，如果卷绕速度从卷绕开始时急速增大，则作用在电极条带和隔板条带上的张力急速增大。另外，如果卷绕速度在卷绕结束之前急速减小，则所述张力急速减小。如果所述张力急速减小，则空气可能被捕集在被卷绕的条带材料中，且卷绕电极组件变软。另一方面，如果使挤压部件(压辊)强力地压靠电极条带和隔板条带、同时对它们进行卷绕以防止空气捕集在被卷绕的条带材料中，则所得到的卷绕电极组件变得比所需的更硬。

发明内容

发明人已尝试作出本发明，以提供一种在卷绕速度急速增大或减小的情况下具有适当硬度的卷绕电极组件。

本发明的第一方面涉及一种通过重叠并卷绕电极条带和隔板条带来制造卷绕电极组件的方法。所述制造方法包括在使挤压部件压靠所述电极条带和所述隔板条带的同时将所述电极条带和所述隔板条带卷绕在卷取轴上的步骤。在该步骤中，随着作用在所述电极条带和所述隔板条带中的至少一者上的张力减小，使所述挤压部件的挤压力增大。当作用在电极条带和/或隔板条带上的张力减小时，将所述电极条带和所述隔板条带卷绕在所述卷取轴上的力减小。根据本发明，所述挤压部件的挤压力能补偿卷绕力的减小，且所得到的卷绕电极组件具有适当的硬度。

例如，随着所述电极条带和隔板条带被卷绕在卷取轴上，已卷绕在卷取轴上的电极条带和隔板条带的卷绕体的外径增大。随着所述外径增大，将电极条带和隔板条带卷绕在卷绕电极组件的最外层上的力改变。因此，可随着用所述张力除以与已卷绕在所述卷取轴上的所述电极条带和隔板条带的卷绕体的外径对应的值所获得的除算值减小而使所述挤压部件的挤压力增大。利用这种设置，可考虑卷绕在所述卷取轴上的卷绕电极组件的外径的变化而适当地增大所述挤压部件的挤压力。

当通过将电极材料以预定的电极宽度涂覆在连续板片上来形成所述电极条带的每一个时，可随着用作用在所述电极条带上的张力除以与已卷绕在所述卷取轴上的所述电极条带和隔板条带的卷绕体的外径对应的值并除以所述电极宽度所获得的除算值减小而使所述挤压部件的挤压力增大。利用这种设置，可考虑电极宽度而适当增大所述挤压部件的挤压力。另外，当作用在电极条带和隔板条带上的张力减小时，所述挤压部件可压靠卷绕在卷取轴上的电极条带和隔板条带。用于制造卷绕电极组件的该方法可用作用于制造这样的电池的卷绕电极组件的方法，在所述电池中电极条带和隔板条带彼此重叠并被卷绕成所述电极组件。

本发明的第二方面涉及一种用于制造卷绕电极组件的装置，其包括卷取彼此重叠的电极条带和隔板条带的卷取轴、压靠卷绕在所述卷取轴上的所述电极条带和隔板条带的挤压部件、检测要卷绕在所述卷取轴上的所述电极条带或隔板条带的张力的张力检测器。所述装置还包括控制所述挤压部件的控制器。随着由所述张力检测器检测出的张力减小，所述控制器增大所述挤压部件的挤压力。